Wann überwiegt die Gitterenergie, wann die Hydratationsenergie?

Wann überwiegt die gitterenergie, wann die hydratationsenergie in Abhängigkeit von der Kationen - Anionengröße bzw. Stärke der Ladung und warum? Lg

Answer 1

[vach77]

Wenn die Hydratationsenergie gleich groß oder größer als die Gitterenergie ist, dann ist das Salz gut löslich.

Vergleiche nun die Alkalichloride (Änderungen der Größe der Kationen) und vergleiche z.B. die Natriumhalogenide (Änderung der Größe der Anionen) in Bezug auf deren Löslichkeit.

Answer 2

[indiachinacook]

Ich verstehe Deine Frage so: Wenn ich nur weiß, wie ein ionischer Fest­körper zusammen­gesetzt ist (z.B. die Summenformel PbSO₄, Na₂S), wie kann ich dann aus­rechnen oder zumindest abschätzen, welche von beiden größer ist, damit ich raus­finde, ob sich das Zeug in Wasser lösen kann?

Das ist leider nicht so ohne weiteres möglich. Die Solvatisierungsenergien sind sehr schwierig auszurechnen, weil man dazu die optimale Anzahl Lösungs­mittel­moleküle pro gelöstem Ion, und auch noch die optimale Anordnung der Moleküle ums Ion, heraus­finden muß. Immerhin braucht man das nur pro Ion zu tun — wer also Na₂S und PbCl₂ schon gerechnet hat, der hat für NaCl und PbS nichts mehr zu tun.

Faustregel für Solvatisierungsenergien: Die sind groß, wenn das Ion klein ist und möglichst hoch geladen, es zählt nämlich die Ladungsdichte an der „Ober­fläche“ (also dort, wo die Lösungs­mittel­moleküle „andocken”).

Die Gitternenergie ist viel lästiger, weil man für jedes Salz eine neue Rechnung machen muß und alle mög­lichen Struktur­typen (kubisch, rhombo­edrisch, hexa­gonal, …) durch­probie­ren muß, bis man den stabilsten Kristall findet. Dabei spielen sowohl die Zahlen­verhältnisse zwischen Kationen und Anionen eine Rolle, als auch die relativen Größen der Ionen. Wenn es nicht gerade NaCl ist, dann muß man auch mit kovalenten Wechsel­wirkungen rechnen (so richtig 100% ionisch ist fast nichts), und deren Stärke hängt von 10⁵ Faktoren ab.

Fazit: Die Voraussagbarkeit dieser Größen ist eher gering.Chemiker nudeln sich oft mit Argumenten durch wie „Ich weiß, daß Bleisulfid unlöslich ist, also wird das beim Bleiselenid wohl ähnlich sein“, aber das sind nicht wirklich „Voraussagen“

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik